JP7158700B2 - モジュール式船尾ダクトの組み立て方法、モジュール式船尾ダクト、及び船舶 - Google Patents

Description

本発明は、船体の船尾においてプロペラよりも前方に設置される船尾ダクト、及びその船尾ダクトを備えた船舶に関する。

船舶の推進効率を向上させる省エネ装置の一つに、船体の船尾においてプロペラよりも前方に設置される船尾ダクトがある。
船尾ダクトは、船舶ごとに専用品として製作されておりコストは安いものではない。そのため、生産効率の向上等を目的とした技術がこれまでにいくつか提案されている。
例えば特許文献１には、船尾ダクトの断面形状を直線形状等にすることによって、船尾ダクトの生産効率を向上させることが開示されている。なお、引用文献１には、船尾ダクトは、１枚の平板を曲げて形成してもよく、複数枚の平板を繋ぎあわせて形成してもよい旨の記載がある（段落００２４等）。
また、特許文献２には、ダクトの製作を容易にするために、内部の骨部材を厚板にて構成し、内表面材と骨部材とを組み立てた後、外表面材を骨部材の端面に栓溶接にて取り付けることが開示されている。

特開２００７－３３１５４９号公報 特開昭５６－１４２７８８号公報

船尾ダクトの製作にコストがかかる理由としては、船尾ダクトは最適な形状や寸法が船舶ごとに異なるため、船種、船型、及びプロペラにあわせて設計及び製作がその都度行われる専用品となっていることや、船尾ダクトを製作できる事業者が少ないことが挙げられる。船尾ダクトの製作コストが高いことは、船尾ダクトの普及を促進するうえで課題である。また、船尾ダクトは、船舶ごとに専用品として設計、製作されるため製造に要する期間も長いものとなる。
ここで、特許文献１及び特許文献２は、製作方法を工夫することによって船尾ダクトの生産効率の向上を図るものではあるが、船舶ごとにその都度一から製作を行うものであるから、大幅なコスト低減は困難である。また、設計、製作に要する期間も長いものとなる。

そこで本発明は、従来よりもコストや設計、製作期間等を低減するモジュール式船尾ダクトの組み立て方法及びモジュール式船尾ダクト、並びにそのモジュール式船尾ダクトを備えた船舶を提供することを目的とする。

請求項１記載に対応したモジュール式船尾ダクトの組み立て方法においては、船体の船尾に設けられるプロペラの前方に設置される船尾ダクトの組み立て方法であって、複数の船舶に適用可能なように船尾ダクトを複数の部品に分割し同一の形状及び寸法を有する部品を一つのモジュールとして複数種のモジュールを準備するステップ１と、対象の船舶を特定するステップ２と、ステップ２で特定された船舶に適した船尾ダクトの形状を決定するステップ３と、ステップ３で決定した形状に合ったモジュールの種類と個数を複数種のモジュールの中から選定するステップ４と、ステップ４で選定した少なくとも１種類以上の同一の形状及び寸法を有する複数個のモジュールを組み立てて船尾ダクトを完成させるステップ５とを備えたことを特徴とする。
請求項１に記載の本発明によれば、船尾ダクトの形状が決定したときは、予め準備されているモジュールの中から必要なモジュールを用いて船尾ダクトの組み立てを行うことができるので、船尾ダクトをその都度一から製作する場合に比べて製作コストや設計、製作期間等を低減できる。また、モジュールの状態で船舶の近くまで輸送して組み立てることもできるため、巨大な重量物である船尾ダクトを完成した状態で輸送する場合と比べて輸送方法の選択肢が増え、輸送コストを低減しやすくなる。

請求項２記載の本発明は、ステップ１における複数種のモジュールは、適用対象となる船舶の候補を予め決め、組み立てを前提として最大公約数的に必要な形状を求めて決めたものであることを特徴とする。
請求項２に記載の本発明によれば、候補となる船舶に合ったモジュールが準備でき、また、準備するモジュールの種類を少なくして無駄をなくせるため、さらにコストを低減できる。

請求項３記載の本発明は、ステップ２における船舶の特定は、船舶の候補の中から特定することを特徴とする。
請求項３に記載の本発明によれば、予め決めた候補の中からモジュール式船尾ダクトを適用する船舶を特定することができるため、特定作業が容易となり、また、モジュールに合った船舶が特定できる。

請求項４記載の本発明は、ステップ３における船尾ダクトの形状の決定に当たっては、シミュレーション、模型実験、船型線図、又は特性線図の少なくとも１つを用いて決定することを特徴とする。
請求項４に記載の本発明によれば、船尾ダクトの形状をより適切に決定できる。

請求項５記載の本発明は、複数種のモジュールは、少なくとも直線形状と曲線形状のモジュールを含むことを特徴とする。
請求項５に記載の本発明によれば、モジュールの組み合わせの選択の幅が広がり、少ない種類のモジュールでより多くの船尾ダクトの形状や寸法に対応できる。

請求項６記載の本発明は、複数種のモジュールは、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する形状に構成された付加部品を少なくとも１つ含むことを特徴とする。
請求項６に記載の本発明によれば、船尾ダクトへの流れの流入角に合わせて付加部品によりキャンバーラインを変更して見かけ上の迎角を変え、容易に船尾ダクト形状の最適化を図ることができる。

請求項７記載の本発明は、ステップ５で完成した船尾ダクトに、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する付加部品を装着することを特徴とする。
請求項７に記載の本発明によれば、一旦完成した船尾ダクトに付加部品を後付けして船尾ダクト形状の最適化を図ることができる。

請求項８記載の本発明は、ステップ５における組み立てに当たっては、複数個のモジュール同士を固定的に結合することを特徴とする。
請求項８に記載の本発明によれば、モジュール間の結合を強固にすることができる。

請求項９記載の本発明は、ステップ５で完成した船尾ダクトを船体に取り付けるステップ６をさらに備えたことを特徴とする。
請求項９に記載の本発明によれば、モジュールを組み立てながら船体へ取り付ける場合よりも、船体への船尾ダクトの取り付け作業が容易となる。

請求項１０記載の本発明は、船体に取り付けた船尾ダクトに、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する付加部品又は付加部品の一部を装着することを特徴とする。
請求項１０に記載の本発明によれば、船尾ダクトを船体に取り付ける際には付加部品の重量や大きさを考慮せずにすむので、船尾ダクトを船体に取り付ける作業が容易となる。また、当該船尾ダクトを装備した船舶が航海をした後であっても、後付けで付加部品を取り付けることができる。

請求項１１記載に対応したモジュール式船尾ダクトにおいては、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法を用いて組み立てた船尾ダクトであることを特徴とする。
請求項１１に記載の本発明によれば、従来よりもコストを低減した船尾ダクトを提供できる。

請求項１２記載の本発明は、船尾ダクトを後方から見た形状が、略円形状を成していることを特徴とする。
請求項１２に記載の本発明によれば、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

請求項１３記載の本発明は、船尾ダクトを後方から見た形状が、角の取れた略四角形状を成していることを特徴とする。
請求項１３に記載の本発明によれば、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

請求項１４記載の本発明は、船尾ダクトを後方から見た形状が、角の取れた略菱形状を成していることを特徴とする。
請求項１４に記載の本発明によれば、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

請求項１５記載の発明は、船尾ダクトを後方から見た形状が、多角形を成していることを特徴とする。
請求項１５記載の本発明によれば、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

請求項１６記載の本発明は、船尾ダクトを後方から見た形状が、プロペラの全周に亘らない部分形状を成していることを特徴とする。
請求項１６に記載の本発明によれば、船舶の推進効率を向上できる。

請求項１７記載の本発明は、船尾ダクトを側方から見た形状が、プロペラ方向に細くなるテーパ形状を成していることを特徴とする。
請求項１７に記載の本発明によれば、船尾ダクトよりも下流での流れを遅くして有効伴流率を小さくでき、かつ船尾ダクトの前縁側でのスラスト成分を増加させて推進力を高めることができる。

請求項１８記載の本発明は、複数種のモジュールのいずれもが、コンテナの内寸に納まる寸法に形成されていることを特徴とする。
請求項１８に記載の本発明によれば、コンテナを利用してモジュールを輸送できる。

請求項１９記載に対応した船舶においては、請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトを船体に備えたことを特徴とする。
請求項１９に記載の本発明によれば、従来よりもコストを低減した船尾ダクトを用いて船舶の推進効率を向上させることができる。

本発明のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法によれば、船尾ダクトの形状が決定したときは、予め準備されているモジュールの中から必要なモジュールを用いて船尾ダクトの組み立てを行うことができるので、船尾ダクトをその都度一から製作する場合に比べて製作コストや設計、製作期間等を低減できる。また、モジュールの状態で船舶の近くまで輸送して組み立てることもできるため、巨大な重量物である船尾ダクトを完成した状態で輸送する場合と比べて輸送方法の選択肢が増え、輸送コストを低減しやすくなる。

また、ステップ１における複数種のモジュールは、適用対象となる船舶の候補を予め決め、組み立てを前提として最大公約数的に必要な形状を求めて決めた場合には、候補となる船舶に合ったモジュールが準備でき、また、準備するモジュールの種類を少なくして無駄をなくせるため、さらにコストを低減できる。

また、ステップ２における船舶の特定は、船舶の候補の中から特定する場合には、予め決めた候補の中からモジュール式船尾ダクトを適用する船舶を特定することができるため、特定作業が容易となり、また、モジュールに合った船舶が特定できる。

また、ステップ３における船尾ダクトの形状の決定に当たっては、シミュレーション、模型実験、船型線図、又は特性線図の少なくとも１つを用いて決定する場合には、船尾ダクトの形状をより適切に決定できる。

また、複数種のモジュールは、少なくとも直線形状と曲線形状のモジュールを含む場合には、モジュールの組み合わせの選択の幅が広がり、少ない種類のモジュールでより多くの船尾ダクトの形状や寸法に対応できる。

また、複数種のモジュールは、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する形状に構成された付加部品を少なくとも１つ含む場合には、船尾ダクトへの流れの流入角に合わせて付加部品によりキャンバーラインを変更して見かけ上の迎角を変え、容易に船尾ダクト形状の最適化を図ることができる。

また、ステップ５で完成した船尾ダクトに、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する付加部品を装着する場合には、一旦完成した船尾ダクトに付加部品を後付けして船尾ダクト形状の最適化を図ることができる。

また、ステップ５における組み立てに当たっては、複数個のモジュール同士を固定的に結合する場合には、モジュール間の結合を強固にすることができる。

また、ステップ５で完成した船尾ダクトを船体に取り付けるステップ６をさらに備えた場合には、モジュールを組み立てながら船体へ取り付ける場合よりも、船体への船尾ダクトの取り付け作業が容易となる。

また、船体に取り付けた船尾ダクトに、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する付加部品又は付加部品の一部を装着する場合には、船尾ダクトを船体に取り付ける際には付加部品の重量や大きさを考慮せずにすむので、船尾ダクトを船体に取り付ける作業が容易となる。また、当該船尾ダクトを装備した船舶が航海をした後であっても、後付けで付加部品を取り付けることができる。

本発明のモジュール式船尾ダクトによれば、従来よりもコストを低減した船尾ダクトを提供できる。

また、船尾ダクトを後方から見た形状が、略円形状を成している場合には、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

また、船尾ダクトを後方から見た形状が、角の取れた略四角形状を成している場合には、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

また、船尾ダクトを後方から見た形状が、角の取れた略菱形状を成している場合には、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

また、船尾ダクトを後方から見た形状が、多角形を成している場合には、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

また、船尾ダクトを後方から見た形状が、プロペラの全周に亘らない部分形状を成している場合には、船舶の推進効率を向上できる。

また、船尾ダクトを側方から見た形状が、プロペラ方向に細くなるテーパ形状を成している場合には、船尾ダクトよりも下流での流れを遅くして有効伴流率を小さくでき、かつ船尾ダクトの前縁側でのスラスト成分を増加させて推進力を高めることができる。

また、複数種のモジュールのいずれもが、コンテナの内寸に納まる寸法に形成されている場合には、コンテナを利用してモジュールを輸送できる。

本発明の船舶によれば、従来よりもコストを低減した船尾ダクトを用いて船舶の推進効率を向上させることができる。

本発明の一実施形態によるモジュール式船尾ダクトの組み立て方法を示すフロー図 同モジュール式船尾ダクトを取り付けた船舶を示す図 同モジュール式船尾ダクトの例を示す図 同モジュール式船尾ダクトの他の例を示す図 同モジュール式船尾ダクトの他の例を示す図 同モジュールの準備方法の例を示すフロー図 船尾ダクトに対する流入角度の周方向分布の例を示す図 本発明の他の実施形態によるモジュール式船尾ダクトを示す図

以下に、本発明の実施形態によるモジュール式船尾ダクトの組み立て方法、モジュール式船尾ダクト、及び船舶について説明する。

図１は、本発明の一実施形態によるモジュール式船尾ダクトの組み立て方法を示すフロー図である。
まず、複数の船舶に適用可能なように船尾ダクトを複数の部品に分割した複数種のモジュールを予め準備する（ステップ１（Ｓ１））。
準備するモジュールは、モジュールの組み合わせによって二通り以上の形状又は寸法に船尾ダクトを組み立てられるように決定する。なお、準備方法の例については後述する。
準備したモジュールは、使用に備えて倉庫等の保管場所に保管しておく。

ステップ１で準備したモジュールを使用する場合は、船尾ダクトの設置対象とする船舶を特定し（ステップ２（Ｓ２））、その特定した船舶に適した船尾ダクトの形状及び寸法を決定する（ステップ３（Ｓ３））。
ステップ３における特定した船舶に適した船尾ダクトの形状及び寸法の決定は、船型やプロペラ形状、船尾ダクトへの流入角等を考慮して行う。この際、シミュレーション、模型実験、船型線図、又はダクトの特性線図の少なくとも１つを用いて決定した場合には、船尾ダクトの形状をより適切に決定できる。なお、製作コストや設計の手間、製作期間等をより一層低減しようとする場合には、シミュレーション、模型実験、船型線図、又はダクトの特性線図による検討に代えて、過去の実績から推定することにより船尾ダクトの形状を決定してもよい。

次に、ステップ１で準備しておいた複数種のモジュールの中から、ステップ３で決定した形状及び寸法に合った複数のモジュールを選定する（ステップ４（Ｓ４））。
なお、選定するモジュールは、ステップ３で決定した形状及び寸法に船尾ダクトを組み立てるために必要なモジュールが必要数あればよいが、組み立て時の破損等を考慮して予備のモジュールを含めてもよい。
選定したモジュールは、モジュールの組み立て場所へ輸送する。

次に、ステップ４で選定した複数のモジュールを組み立てて船尾ダクトを完成させる（ステップ５（Ｓ５））。
ステップ５における組み立てにおいて、複数のモジュール同士を溶接又はボルト留め等によって固定的に結合した場合には、モジュール間の結合を強固にすることができる。なお、一方のモジュールと他方のモジュールとを接合するジョイント部品を介して、モジュール同士を結合してもよい。

このように、組み合わせ次第で二通り以上の形状又は寸法の船尾ダクトに組み立てることができるように複数のモジュールを予め準備しておき、船尾ダクトの形状が決定したときに、準備されているモジュールの中から必要なモジュールを選んで船尾ダクトの組み立てを行うことで、船尾ダクトをその都度一から製作する場合に比べて製作コスト及び設計の手間や製作期間等を低減できる。
また、モジュールの状態で取り付け対象の船舶の近くまで輸送して組み立てることもできるため、巨大な重量物である完成した状態の船尾ダクトを輸送する場合と比べて輸送方法の選択肢が増え、輸送コストを低減しやすくなる。なお、一部のモジュールを工場で組み立てた状態で輸送して、輸送先で残りのモジュールと組み合わせることもできる。

また、完成した状態ではコンテナに収まらない船尾ダクトであっても、各モジュールをコンテナの内寸に納まる寸法に形成すれば、コンテナを利用して組み立て場所までモジュールの状態で輸送できる。
なお、例えばドライコンテナの内寸は、国際標準化機構（ＩＳＯ）の規格で、幅２４３８ｍｍ、高さ２５９１ｍｍ（背高コンテナは２８９６ｍｍ）であり、長さは、１０フィートコンテナが２９９１ｍｍ、２０フィートコンテナが６０５８ｍｍ、４０フィートコンテナが１２１９２ｍｍである。これらのドライコンテナは、海上輸送に用いることができるほか、日本国内で陸送も可能である。

次に、組み立てが完成した船尾ダクトを船体に取り付ける（ステップ６（Ｓ６））。船体への船尾ダクトの取り付けを船尾ダクトの完成後に行うことで、モジュールを組み立てながら船体へ取り付ける場合よりも、船体への船尾ダクトの取り付け作業が容易となる。

図２は、モジュール式船尾ダクトを取り付けた船舶を示す図である。
船尾ダクト１０は、船体１の船尾に設けられたプロペラ２よりも前方に設置される。プロペラ２よりも後方には舵３が設置されている。
モジュールを用いて組み立てられた船尾ダクト１０を船舶に設置することで、従来よりも製作コストを低減した船尾ダクト１０を用いて船舶の推進効率を向上させることができる。

図３は組み立てたモジュール式船尾ダクトの例を示す図であり、図３（ａ）は後方から見た正面図、図３（ｂ）は図３（ａ）の右側面図である。
図３に示す船尾ダクト２０は、直線形状のモジュール２１と曲線形状のモジュール２２を四つずつ用いて、モジュール２１とモジュール２２を交互に結合することにより組み立てたものである。モジュール２１のうちの二つは水平に配置され、残りの二つは鉛直に配置されている。図３（ａ）に示すように、船尾ダクト２０は、船尾ダクト２０を後方から見た形状が、角の取れた略四角形状を成している。
船尾ダクト２０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト２０により、船舶の推進効率を向上できる。
また、図３（ｂ）に示すように、船尾ダクト２０は、前縁２０ａの直径が後縁２０ｂの直径よりも大きく、側方から見た形状が、プロペラ方向に細くなるテーパ形状を成している。このように、船尾ダクト２０をテーパ型とすることにより、船尾ダクト２０よりも下流での流れを遅くして有効伴流率を小さくでき、かつ船尾ダクト２０の前縁２０ａ側でのスラスト成分を増加させて推進力を高めることができる。

図４及び図５は、組み立てたモジュール式船尾ダクトの他の例を示す後方から見た正面図である。
船尾ダクトは、ステップ１で準備したモジュールの組み合わせ次第で、図３で示した船尾ダクト２０以外の形状や寸法に組み立てることができる。

図４（ａ）に示す船尾ダクト３０は、曲線形状のモジュール３１を四つ用いて、それぞれを結合することにより組み立てたものである。船尾ダクト３０は、後方から見た形状が、略円形状を成している。
船尾ダクト３０を船舶取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト３０により、船舶の推進効率を向上できる。

図４（ｂ）に示す船尾ダクト４０は、直線形状のモジュール４１と曲線形状のモジュール４２を四つずつ用いて、モジュール４１とモジュール４２を交互に結合することにより組み立てたものである。船尾ダクト４０は、後方から見た形状が、角の取れた略四角形状を成している。なお、図３に示す船尾ダクト２０とは、直線形状のモジュール４１が直線形状のモジュール２１よりも長い点と、曲線形状のモジュール４２の曲率が曲線形状のモジュール２２の曲率よりも大きい点等において異なっている。
船尾ダクト４０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト４０により、船舶の推進効率を向上できる。

図４（ｃ）に示す船尾ダクト５０は、曲線形状のモジュール５１を四つ用いて、それぞれを結合することにより組み立てたものである。船尾ダクト５０は、後方から見た形状が、角の取れた略菱形状を成している。
船尾ダクト５０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト５０により、船舶の推進効率を向上できる。

図４（ｄ）に示す船尾ダクト６０は、直線形状のモジュール６１を四つ用いて、それぞれを結合することにより組み立てたものである。なお、各モジュール６１は、中間で折り曲げた形状である。船尾ダクト６０は、後方から見た形状が、八角形状を成している。
船尾ダクト６０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト６０により、船舶の推進効率を向上できる。

また、図示は省略するが、後方から見た形状が、略四角形状や八角形状以外の多角形を成した形状とすることもできる。この場合にも、船舶に適した形状の船尾ダクトにより、船舶の推進効率を向上できる。

図５に示す船尾ダクトはいずれも、後方から見た形状が、プロペラ２の全周に亘らない部分形状を成している。
図５（ａ）に示す船尾ダクト７０は、直線形状のモジュール７１と曲線形状のモジュール７２を二つずつ用いて、略半円状ダクトに組み立てたものである。水平に配置されたモジュール７１の一端は船尾管４に接続され、他端はモジュール７２の一端に接続されている。モジュール７２の他端はもう一つのモジュール７２の他端に接続されている。
船尾ダクト７０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト７０により、船舶の推進効率を向上できる。

図５（ｂ）に示す船尾ダクト８０は、直線形状のモジュール８１を二つと、曲線形状のモジュール８２を三つ用いて、略２７０度ダクトに組み立てたものである。斜めに配置されたモジュール８１の一端は船尾管４に接続され、他端はモジュール８２の一端に接続されている。一端がモジュール８１の他端に接続されているモジュール８２の他端は、モジュール８１と接続されていないモジュール８２に接続されている。
船尾ダクト８０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト８０により、船舶の推進効率を向上できる。

図５（ｃ）に示す船尾ダクト９０は、直線形状のモジュール９１を四つと、曲線形状のモジュール９２を二つ用いて、略半円状ダクトに組み立てたものである。モジュール９１として、モジュール９１Ａと、モジュール９１Ａよりも短いモジュール９１Ｂが二つずつある。水平に配置されたモジュール９１Ａの一端は船尾管４に接続され、他端は鉛直に配置されたモジュール９１Ｂの一端に接続されている。モジュール９１Ｂの他端はモジュール９２の一端に接続されている。モジュール９２の他端はもう一つのモジュール９２の他端に接続されている。
船尾ダクト９０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト９０により、船舶の推進効率を向上できる。

図５（ｄ）に示す船尾ダクト１００は、直線形状のモジュール１０１を二つと、曲線形状のモジュール１０２を四つ用いて、略半円状に組み立てたものである。モジュール１０２として、モジュール１０２Ａと、モジュール１０２Ａよりも曲率が小さいモジュール１０２Ｂが二つずつある。水平に配置されたモジュール１０１の一端は船尾管４に接続され、他端はモジュール１０２Ａの一端に接続されている。モジュール１０２Ａの他端はモジュール１０２Ｂの一端に接続されている。モジュール１０２Ｂの他端はもう一つのモジュール１０２Ｂの他端に接続されている。
船尾ダクト１００を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト１００により、船舶の推進効率を向上できる。

図５（ｅ）に示す船尾ダクト１１０は、直線状のモジュール１１１を五つと、曲線形状のモジュール１１２を二つ用いて、略半円状に組み立てたものである。モジュール１１１として、モジュール１１１Ａが二つと、モジュール１１１Ａよりも短いモジュール１１１Ｂが三つある。水平に配置されたモジュール１１１Ａの一端は船尾管４に接続され、他端は鉛直に配置されたモジュール１１１Ｂの一端に接続されている。一端がモジュール１１１Ａの他端に接続されているモジュール１１１Ｂの他端は、モジュール１１２の一端に接続されている。モジュール１１２の他端は、船尾管４よりも上方で水平に配置されたモジュール１１１Ｂに接続されている。
船尾ダクト１１０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト１１０により、船舶の推進効率を向上できる。

図５（ｆ）に示す船尾ダクト１２０は、直線状のモジュール１２１を三つと、曲線形状のモジュール１２２を四つ用いて、略半円状に組み立てたものである。モジュール１２２として、モジュール１２２Ａと、モジュール１２２Ａよりも曲率が小さいモジュール１２２Ｂが二つずつある。一端が船尾管４に接続されたモジュール１２１は水平に配置され、他端がモジュール１２２Ａの一端に接続されている。モジュール１２２Ａの他端はモジュール１２２Ｂの一端に接続されている。モジュール１２２Ｂの他端は、船尾管４よりも上方で水平に配置されたモジュール１２１に接続されている。
船尾ダクト１２０を船舶に取り付けることで、船舶に適した形状の船尾ダクト１２０により、船舶の推進効率を向上できる。

図６は、モジュールの準備方法の例を示すフロー図である。
図６を用いて、上述したステップ１におけるモジュールの準備方法の例について説明する。

ステップ１で準備するモジュールは、例えば、以下のように適用対象となる船舶の候補を予め決め、組み立てを前提として最大公約数的に必要な形状及び寸法を求めることにより決定することができる。
まず、船舶の大きさや船型等を考慮して、モジュール式船尾ダクトの適用対象となる船舶の候補を決める（ステップ０１（Ｓ０１））。
次に、ステップ０１において決定した候補の中から、代表となる船舶を複数に絞り込む（ステップ０２（Ｓ０２））。ステップ０２では、例えば、候補となっている船舶の中で、大きさが平均的な船舶、大きさが最大の船舶、大きさが最小の船舶を代表船舶として選出する。

次に、ステップ０２で絞り込んだ複数の代表船舶について、それぞれに適する船尾ダクトの形状及び寸法を、船型やプロペラ形状、船尾ダクトへの流入角等を考慮して決定する（ステップ０３（Ｓ０３））。この際、シミュレーション、模型実験、船型線図、又はダクトの性能線図の少なくとも一つを用いて決定した場合には、船尾ダクトの形状及び寸法をより適切に決定できる。なお、製作コストや設計の手間、製作期間等をより一層低減しようとする場合には、シミュレーション、模型実験、船型線図、又はダクトの特性線図による検討に代えて、過去の実績から推定することにより船尾ダクトの形状及び寸法を決定してもよい。
船尾ダクトの最適な形状や寸法は船舶ごとに異なるため、ステップ０３では、船尾ダクトの形状及び寸法が複数決定されることになる。

次に、ステップ０３で形状及び寸法を決定した船尾ダクトについて、分割するモジュールを検討する（ステップ０４（Ｓ０４））。例えば、船尾ダクトを分割してモジュール化するにあたって必要となる各モジュールの形状や寸法のパターンを複数作成する。
次に、ステップ０４で検討した各モジュールの形状や寸法のパターンに基づいて、最大公約数的に必要なモジュールの種類及び数量を求めることにより、準備するモジュールを決定する（ステップ０５（Ｓ０５））。すなわち、準備するモジュールは、ステップ０３で決定された複数の形状及び寸法の船尾ダクトのいずれも組み立てられるモジュールの種類及び数量の組み合わせのなかで、最もモジュールの種類及び数量が少ない組み合わせとする。
これにより、候補となる船舶に合ったモジュールが準備でき、また、準備しておくべきモジュールの種類を少なくして無駄をなくすことができるため、さらにコストを低減できる。
なお、準備するモジュールに、少なくとも直線形状のモジュールと、曲線形状のモジュールを含めた場合には、モジュールの組み合わせの選択の幅が広がり、少ない種類のモジュールでより多くの船尾ダクトの形状や寸法に対応できる。
また、上記したように、各モジュールの寸法をコンテナに収まる寸法とすることで、コンテナを利用して組み立て場所等へ輸送することができる。

また、図６に示す準備方法を用いた場合は、上述したステップ２における船舶の特定を、ステップ０１において決定した船舶の候補の中から特定することができる。
この場合には、予め決められた候補の中からモジュール式船尾ダクトを適用する船舶を特定できるため、特定作業が容易となり、また、モジュールに合った船舶が特定できる。

次に、本発明の他の実施形態によるモジュール式船尾ダクトの組み立て方法、モジュール式船尾ダクト、及び船舶について説明する。なお、上記した実施形態と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。
図７は、船尾ダクトに対する流入角度の周方向分布の例を示す図である。縦軸は船尾ダクトへの流入角度[deg]、横軸は船尾ダクトの周方向位置[deg]である。
一般的に船尾ダクトへの流れの流入角は周方向位置によって異なる。例えば図７では、１２時の位置が側面の位置よりも流入角が大きくなっている。しかし、様々な流入角度を想定してモジュールを準備しておくと、モジュールの種類が増えて管理に手間がかかる場合も考えられる。
そこで、本実施形態では、上述したステップ１において、船尾ダクトの基本的な形状や寸法の一部となる複数の基本モジュールに加えて、船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する形状に構成された付加部品をモジュールの一つとして準備する。

図８は、本実施形態によるモジュール式船尾ダクトを示す図であり、図８（ａ）は後方から見た正面図、図８（ｂ）は側面断面図である。
船尾ダクト１３０は、ステップ１で準備した基本モジュールの中から複数の曲線形状のモジュール１３１を用いて組み立てたものである。船尾ダクト１３０は、後方から見た形状が略円形状を成している。
さらに、船尾ダクト１３０の前縁１３０ａ側の上部には付加部品１３２の一つであるスラット型モジュール１３２Ａが装着され、後縁１３０ｂ側の上部には付加部品１３２の一つであるフラップ型モジュール１３２Ｂが装着されている。スラット型モジュール１３２Ａ及びフラップ型モジュール１３２Ｂは翼断面形状を有している。
船尾ダクト１３０への付加部品１３２の装着は、付加部品１３２を船尾ダクト１３０に溶接又はボルト留め等によって固定することにより行う。なお、付加部品１３２と船尾ダクト１３０とを接合するジョイント部品を介して、付加部品１３２を船尾ダクト１３０に固定してもよい。
このように局所的に船尾ダクト１３０の翼断面の迎角を変えることのできる付加部品１３２をモジュールの一つとして準備しておき、船尾ダクト１３０に装着することで、船尾ダクトへの流れの流入角に合わせてキャンバーラインを変更して見かけ上の迎角を変え、容易に船尾ダクト形状の最適化を図ることができる。スラット型モジュール１３２Ａ及びフラップ型モジュール１３２Ｂは、いずれもキャンバーラインを変更することに寄与しており、結果的に流入角に対する迎角を変えることになる。なお、スラット型モジュール１３２Ａとフラップ型モジュール１３２Ｂは、どちらか一方のみ装着してもよい。

なお、付加部品１３２は、ステップ５において、船尾ダクト１３０が完成する前に基本モジュール１３１と結合させることもできるが、一旦基本的な形状及び寸法に組み立てられた船尾ダクト１３０に対して後付けで装着して船尾ダクト形状の最適化を図ることもできる。

また、船体１に取り付けた船尾ダクト１３０に、付加部品１３２を装着することもできる。この場合は、船尾ダクト１３０を船体１に取り付ける際には付加部品１３２の重量や大きさを考慮せずにすむので、船尾ダクト１３０を船体１に取り付ける作業が行いやすくなる。また、船尾ダクト１３０を装備した船舶が航海をした後であっても、後付けで付加部品１３２を取り付けることができる。
また、例えば、船尾ダクト１３０を船体１に取り付けた後だと前縁１３０ａ側に装着するスラット型モジュール１３２Ａの装着作業をし難い場合には、スラット型モジュール１３２Ａは船体１への取り付け前に船尾ダクト１３０に装着しておき、後縁１３０ｂ側に装着するフラップ型モジュール１３２Ｂは船尾ダクト１３０を船体１に取り付けた後に装着するなど、付加部品１３２ごとに船尾ダクト１３０への取り付けタイミングを異ならせることもできる。

本発明は、多様な船舶に対して従来よりも低コストの船尾ダクトを設計、製作期間等を低減して提供することができる。

１ 船体
２ プロペラ
２０ 船尾ダクト
２１、２２ モジュール
１３２ 付加部品

Claims (19)

1. 船体の船尾に設けられるプロペラの前方に設置される船尾ダクトの組み立て方法であって、複数の船舶に適用可能なように前記船尾ダクトを複数の部品に分割し同一の形状及び寸法を有する前記部品を一つのモジュールとして複数種のモジュールを準備するステップ１と、対象の前記船舶を特定するステップ２と、前記ステップ２で特定された前記船舶に適した前記船尾ダクトの形状を決定するステップ３と、前記ステップ３で決定した前記形状に合った前記モジュールの種類と個数を前記複数種のモジュールの中から選定するステップ４と、前記ステップ４で選定した少なくとも１種類以上の前記同一の形状及び寸法を有する複数個の前記モジュールを組み立てて前記船尾ダクトを完成させるステップ５とを備えたことを特徴とするモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
2. 前記ステップ１における前記複数種のモジュールは、適用対象となる前記船舶の候補を予め決め、組み立てを前提として最大公約数的に必要な形状を求めて決めたものであることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
3. 前記ステップ２における前記船舶の特定は、前記船舶の前記候補の中から特定することを特徴とする請求項２に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
4. 前記ステップ３における前記船尾ダクトの前記形状の決定に当たっては、シミュレーション、模型実験、船型線図、又は特性線図の少なくとも１つを用いて決定することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
5. 前記 複数種のモジュールは、少なくとも直線形状と曲線形状の前記モジュールを含むことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
6. 前記 複数種のモジュールは、前記船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する形状に構成された付加部品を少なくとも１つ含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
7. 前記ステップ５で完成した前記船尾ダクトに、前記船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する前記付加部品を装着することを特徴とする請求項６に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
8. 前記ステップ５における組み立てに当たっては、複数個の前記モジュール同士を固定的に結合することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
9. 前記ステップ５で完成した前記船尾ダクトを前記船体に取り付けるステップ６をさらに備えたことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
10. 前記船体に取り付けた前記船尾ダクトに、前記船尾ダクトへの流れの流入角に対する迎角を変更する前記付加部品又は前記付加部品の一部を装着することを特徴とする請求項６又は請求項７を引用する請求項９に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法。
11. 請求項１から請求項８のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトの組み立て方法を用いて組み立てた前記船尾ダクトであることを特徴とするモジュール式船尾ダクト。
12. 前記船尾ダクトを後方から見た形状が、略円形状を成していることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式船尾ダクト。
13. 前記船尾ダクトを後方から見た形状が、角の取れた略四角形状を成していることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式船尾ダクト。
14. 前記船尾ダクトを後方から見た形状が、角の取れた略菱形状を成していることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式船尾ダクト。
15. 前記船尾ダクトを後方から見た形状が、多角形を成していることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式船尾ダクト。
16. 前記船尾ダクトを後方から見た形状が、前記プロペラの全周に亘らない部分形状を成していることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式船尾ダクト。
17. 前記船尾ダクトを側方から見た形状が、前記プロペラ方向に細くなるテーパ形状を成していることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクト。
18. 前記 複数種のモジュールのいずれもが、コンテナの内寸に納まる寸法に形成されていることを特徴とする請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクト。
19. 請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載のモジュール式船尾ダクトを前記船体に備えたことを特徴とする船舶。

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